信息安全:综合交叉学科领域的技术与挑战

日期: 2024-08-11 23:05:48|浏览: 518|编号: 60435

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信息安全技术发展趋势分析

信息安全是一个综合性、多学科交叉的领域,应综合利用数学、物理学、生物学、通信和计算机科学等领域的长期知识积累和最新发展成果,开展自主创新研究,开发相关应用产品,加强顶层设计,提出系统、完整、协调的解决方案。具体来说,主要技术包括:密码技术、高可信计算机技术、网络隔离技术、身份认证技术、网络监管技术、灾难恢复与应急响应技术等。

1. 密码学

密码理论与技术主要包括两部分:基于数学的密码理论与技术(包括公钥密码、分组密码、序列密码、认证码、数字签名、散列函数、身份识别、密钥管理、PKI技术等)和非数学密码理论与技术(包括信息隐形、量子密码、基于生物特征识别理论与技术)。

1.基于数学的密码学

基于数学的密码学分为古典密码学、对称密码学和非对称密码学。古典密码学出现较早,相对简单,容易破译。

在对称密码体制中,加密和解密使用同一个密钥(Key),因此需要通信的双方必须选择并保存各自的共用密钥,并且双方必须信任对方不会泄露密钥,这样就能达到数据的机密性和完整性。

对称加密算法的优点是计算开销小,加解密速度快,是目前用于信息加密的主要算法。其局限性在于存在着保证通信交易双方密钥安全交换的问题。另外,在电子商务中,当交易双方有多个交易关系时,需要维护多个私钥,由于交易双方的密钥相同,也无法识别交易发起方或交易最终方。另外,由于对称加密体制只能用于数据加密和解密,提供数据保密性,因此不能用于数字签名。

非对称密码体制( )又称公钥密码体制( ),该技术是为了解决对称密码体制的缺陷而提出的。在公钥密码体制中,加密和解密是相对独立的,加密和解密使用两个不同的密钥,加密密钥(公钥)向公众公开,解密密钥(私钥)只有解密者知道,非法用户无法根据公开的加密密钥推导出解密密钥,因此称为公钥密码体制。如果一个人选定并公布了自己的公钥,那么其他任何人都可以使用这个公钥对发送给此人的消息进行加密。私钥则是秘密保存,只有私钥的拥有者才能使用私钥解密密文。

公钥密码算法最著名的代表是RSA体制,此外还有背包密码、密文密码、Diffe-密码、Rabin、椭圆曲线算法等。公钥的密钥管理比较简单,可以方便地实现数字签名和验证。但缺点是算法复杂,计算量大,加密数据的保密率低。因此,它常常被用来加密少量的关键数据(如对称加密算法的密钥)或用于数字签名。

目前最受人们关注的实用密码技术莫过于公钥基础设施(PKI)技术。国外已经开始了PKI的应用,如:北京邮电大学、北京邮电大学等都推出了适用的PKI产品,一些公司如:北京邮电大学、北京邮电大学等也开始提供PKI服务。很多网络应用都在使用PKI技术来保证网络身份认证、不可否认性、加密解密和密钥管理等。

2.量子密码与其他非数学密码技术

我国在密码技术领域有着悠久的积累,在认证码、椭圆曲线密码体制、序列密码的设计、生成和分析等方面处于世界前列。但在实际应用方面,我国与国外相比还有较大的差距。首要问题是缺乏自己的标准和规范。由于我国采取的是专项算法的做法,所采用的算法需要针对每一类或每一类安全产品单独开发,且算法和源代码不允许公开,限制性密码算法无法进行质量控制和标准化。其次,密码实现技术相对落后,密码芯片的处理速度明显落后于国外。

2.安全操作系统技术现状及发展趋势

安全操作系统技术主要包括可信技术、虚拟操作系统环境、网络安全技术、公共数据安全体系结构、加密文件系统、程序分析技术等。安全操作系统产品主要包括安全操作系统(为SMP、刀片服务器、超级计算机等高端计算机配备的安全操作系统)和桌面安全操作系统(在现有的桌面操作系统上进行安全性增强,使之具备一定的安全特性)。

随着越来越多的公司加入可信计算组织(TCG),可信计算技术越来越受到重视。近年来,可信操作系统已不再只是政府、国防和安全敏感领域的产品,随着主流操作系统厂商将密码技术与操作系统结合得越来越紧密,正在向可信操作系统靠拢。近年来,SUN、微软等主流操作系统都采用了新的安全机制,提升操作系统的安全性能。微软下一代操作系统“”(原代号为“”)将采用基于TCG定义的可信平台计算规范的NGSCB技术,使“”成为可信操作系统。

由于国外安全操作系统均基于占据相当市场份额的成熟操作系统,而我国在安全操作系统领域起步较晚,研究水平滞后,缺乏原创性成果;我国政府对安全操作系统的投入有限且比较分散,产学研体系尚不成熟。总体来看,我国在安全操作系统领域与国外存在较大差距。

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